Un scientifique de la Faculté des sciences pures et appliquées de l'Université de Tsukuba a mis au point une méthode de production de polymères électriquement conducteurs qui adoptent une configuration hélicoïdale. En utilisant un cristal liquide comme modèle, il a pu produire des polymères optiquement actifs capables de convertir la lumière en une polarisation circulaire. Cette approche peut aider à réduire le coût des écrans intelligents. Les résultats de l'étude sont publiés dans Molecular Crystals and Liquid Crystals .

Entrer dans un magasin d'électronique ces jours-ci peut être une expérience accablante si vous vous promenez dans l'allée de la télévision. Les tailles de téléviseurs ont considérablement augmenté ces dernières années, tandis que les prix ont baissé. Cela est principalement dû à l'adoption de dispositifs électroluminescents organiques (OLED), qui sont des polymères à base de carbone qui peuvent briller à des longueurs d'onde optiques accordables.

Ces polymères conjugués, qui ont des liaisons simples et doubles alternées, sont tous deux électriquement conducteurs et ont des couleurs qui peuvent être contrôlées par dopage chimique avec d'autres molécules. Leur état d'oxydation peut également être commuté rapidement à l'aide d'une tension électrique, ce qui affecte leur coloration. Cependant, les progrès futurs pourraient nécessiter de nouveaux matériaux capables de tirer parti d'autres types de propriétés optiques, telles que la polarisation circulaire.

Maintenant, un chercheur de l'Université de Tsukuba a introduit une technique pour créer des polymères enfermés dans une configuration hélicoïdale, en utilisant un modèle de cristal liquide sacrificiel. "Les polymères qui ont à la fois une activité optique et une fonction luminescente peuvent émettre une lumière polarisée circulairement", explique l'auteur, le professeur Hiromasa Goto.

Pour ce processus, les molécules de cristaux liquides étaient à l'origine dans une configuration droite. L'ajout de molécules de monomères a provoqué la torsion des cristaux liquides dans une configuration hélicoïdale. Cela imprime une « chiralité » ou une latéralité à la structure, la rendant orientée dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Une tension électrique a été appliquée, ce qui a déclenché la polymérisation des monomères. Le modèle de cristal liquide a ensuite été retiré, laissant un polymère congelé sous une forme hélicoïdale.

En brisant la symétrie du miroir, le polymère a la capacité de convertir la lumière polarisée linéairement en une polarisation circulaire. Les anneaux de furane dans le polymère contribuent non seulement à la conductivité électrique, ils aident également à stabiliser la structure hélicoïdale.

"Les interactions d'empilement de pi entre les anneaux permettent au polymère de s'agréger en un système chiral hautement ordonné", explique le professeur Goto. Le polymère résultant a été testé en utilisant la spectroscopie d'absorption de dichroïsme circulaire et s'est avéré avoir une forte activité optique aux longueurs d'onde visibles. Les futures applications de ce procédé pourraient inclure des écrans électroniques moins chers et plus économes en énergie. + Explorer plus loin

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